地震的发生将对原山体造成较大震裂揉动挫伤,隧道开挖后围岩-支护体系易发生失稳现象。文章依托震区杜家山隧道的典型失稳断面,结合现场监测和数值分析手段,从震裂软岩的基本特性、结构失稳特征、不同裂隙结构面倾角三个角度分析了震裂软岩隧道施工期围岩-支护结构的失稳机理,得到以下结论:强震区软岩主要表现出破碎、散体、密度低、架空等基本特征,隧道开挖后结构失稳多以拱顶-拱腰发生剪性坍塌破坏的形态出现;失稳主要以塌方为主,塑形挤出、剪切滑动及组合作用破坏形式是其主要的失稳模式;隧道开挖后洞周变形、结构受力、塑性区影响最大均发生在45°倾角的裂隙结构面时,此条件下施工最为不利。
通过对软岩巷道围岩变形力学响应特性分析确定了弹塑性区应力、弹塑性位移、破碎区应力与破碎区半径的影响因素,并确定了与各因素之间的函数关系,为巷道支护提供了依据。结果表明,巷道围岩所受应力随着埋深的增大而增加,并且围岩产生的塑性范围和破碎区也相应增大。在巷道形成初期,需要立马对其进行支护处理,同时对围岩进行封闭。支护能够减小围岩所受应力,减小其围岩塑性范围和破碎范围的增加。在巷道围岩受力增加的起始时期,其塑性范围和和破碎范围增长速度相对平衡,当围岩受力达到一定程度时,围岩发生变形,塑性范围增长速度开始减缓,破碎范围扩大速度则相对增加。
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